莫纳什大学生物科学学院的Jeremy J. Barr教授和哈德森医学研究所的Sam Forster副教授领导的一项国际研究中,发现了数百种生活在我们肠道内细菌中的新病毒。
这些被称为噬菌体的病毒最终可能被用于重塑肠道微生物组,潜在地影响肠道健康和各种疾病状态的进展。
这项研究发表在《自然》杂志上,是同类研究中的首创,采用大规模基于培养的方法来分离和研究人类肠道中的温和噬菌体。
研究团队使用了来自澳大利亚微生物组培养库(AusMiCC)的252种人类微生物组细菌分离物。
这些分离物必须在实验室中使用特制的无氧厌氧室进行培养,然后用十种不同的化合物、食物和条件进行处理。令人惊讶的是,研究团队发现,常见的植物基糖替代品甜菊糖以及我们自身肠道细胞释放的化合物,是肠道噬菌体的主要激活剂。
"这是一项基础性研究,改变了我们对人类肠道内病毒的思考和研究方式,"作为该研究资深作者的Barr教授表示。
"我们发现,人类肠道细胞产生的化合物可以唤醒肠道细菌内休眠的病毒。这对炎症性肠病(IBD)等肠道疾病可能有重大影响,因为在这些疾病中炎症和细胞死亡很常见。"
该研究还显示,大多数肠道噬菌体处于休眠状态,只有一小部分能在测试条件下被激活。
然而,当暴露于人类肠道细胞时,这些病毒的激活率显著上升,表明人类生物学在塑造肠道病毒景观方面起着重要而直接的作用。
"我们一直知道肠道中充满了病毒,但直到现在,我们还没有工具和实验方法在实验室中研究它们,"该研究的第一作者Sofia Dahlman博士解释道。"我们的发现表明,人类宿主不仅仅是一个被动的环境,它正在积极影响病毒行为。"
通过基于CRISPR的基因工程技术,研究团队进一步确定了阻止激活的病毒基因突变,揭示了某些肠道病毒如何永久休眠。这一发现可能为未来旨在通过操纵肠道微生物组来获得健康益处的治疗策略提供信息。
这项研究代表了莫纳什大学和哈德森医学研究所之间超过八年的合作,以及多个其他国内和国际研究团队的合作。
Forster副教授相信,这项基础研究将对健康转化产生重大影响。
"能够培养这些病毒使我们能够了解它们的功能,并为从炎症性肠病到癌症等疾病开发微生物组疗法提供了机会。这项技术还提供了设计具有定制病毒功能的益生菌菌株的能力,"他表示。
Barr教授表示同意,他说:"这项工作为合成生物学、生物技术和微生物组疗法的未来应用奠定了基础;它是解码人类肠道病毒暗物质的重大进展。"
DOI: 10.1038/s41586-025-09614-7
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